一种具有高阻缓冲层的GaNHEMT器件及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件及其制备方法，所述器件包括自下而上依次设置的衬底、AlN成核层、应力调控层、高阻缓冲层、GaN沟道层、AlN插入层、AlGaN势垒层和GaN帽层，其中，高阻缓冲层自下而上依次包括掺Fe的GaN缓冲层、六方BN缓冲层和掺C的GaN缓冲层；GaN帽层的上表面设置有相互间隔的源电极、漏电极和栅电极，源电极和漏电极与AlGaN势垒层形成欧姆接触；栅电极与AlGaN势垒层形成肖特基接触。本发明专利技术利用高阻缓冲层不仅可以实现缓冲层的高阻特性，还可以防止Fe进入GaN沟道层，影响器件整体性能，并且还可以抑制电流崩溃现象的发生。溃现象的发生。溃现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体材料及器件领域，具体涉及一种具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，高性能高效率的半导体电力电子器件在当今社会显得尤为重要。传统的Si基半导体电力电子器件由于材料本身的限制，其性能和效率已经难以有很大的提高。以GaN为代表的宽禁带半导体由于具有大禁带宽度、高击穿场强、高电子迁移率等优良特性，十分适合制备高性能高效率的电力电子器件。GaN异质结场效应晶体管(HFET)常常被称为GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)。但是随着GaN HEMT的工作电压和频率越来越高，器件的漏电、可靠性等问题成为了阻碍其进一步发展的关键问题。研究发现，解决高电压和高频率的工作环境下器件漏电等问题的关键在于高质量高电阻的缓冲层。
[0003]对于高电阻缓冲层的研究已经报道了很多工作，GaN材料由于生长过程本身的原因不可避免地会引入相当浓度的背景电子浓度，因此实现高阻GaN材料必须消除其背景电子，学术界和产业界最常用的方法都是通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件，其特征在于，包括自下而上依次设置的衬底(1)、AlN成核层(2)、应力调控层(3)、高阻缓冲层(4)、GaN沟道层(5)、AlN插入层(6)、AlGaN势垒层(7)和GaN帽层(8)，其中，所述高阻缓冲层(4)自下而上依次包括掺Fe的GaN缓冲层、六方BN缓冲层和掺C的GaN缓冲层；所述GaN帽层(8)的上表面设置有相互间隔的源电极(9)、漏电极(10)和栅电极(11)，所述源电极(9)和所述漏电极(10)分别与所述AlGaN势垒层(7)形成欧姆接触；所述栅电极(11)与所述AlGaN势垒层(7)形成肖特基接触。2.根据权利要求1所述的具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件，其特征在于，所述衬底(1)为(111)面的Si、(001)面的SiC或者(001)面的蓝宝石。3.根据权利要求1所述的具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件，其特征在于，所述应力调控层(3)为Al组分梯度渐变的AlGaN缓冲层或者AlN/GaN超晶格缓冲层，所述AlGaN缓冲层的Al组分的梯度渐变范围为0
‑
100％。4.根据权利要求1所述的具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件，其特征在于，所述高阻缓冲层(4)的厚度为300
‑
2500nm，其中，所述掺Fe的GaN缓冲层厚度为100
‑
1000nm，Fe的掺杂浓度为1
×
10
18
‑1×
10
19
cm
‑3；所述六方BN缓冲层的厚度为100
‑
500nm；所述掺C的GaN缓冲层厚度为100
‑
1000nm，C的掺杂浓度为1
×
10
17
‑1×
10
18
cm
‑3。5.根据权利要求1所述的实现GaN HEMT高阻缓冲层外延结构，其特征在于，所述GaN沟道层(5)的Fe浓度小于或等于1
×
10
16
cm
‑3。6.一种具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件的制备方法，用于制备权利要求1至5中任一项所述的具有高阻缓冲层的GaN HEMT器件，所述制备方法包括：S1：在衬底上表面生长AlN成核...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小伟，黄晨曦，李培咸，冯晨宇，刘瑞宇，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：